なぜ私たちはCNTの加熱に赤外線ヒーティングを採用したのか
カーボンナノチューブを作るには、熱が不可欠です。化学気相成長法（CVD）を実際に利用するためには、非常に正確な温度勾配が必要です。長い間、一般的には従来の抵抗式炉が使われてきました。しかし正直なところ、小さな基板上の物質を温めるためだけに、オーブン全体を加熱するのはエネルギーの無駄遣いに過ぎません。
だからこそ、私たちは赤外線ヒーティングランプを使用し始めました。
エネルギーの無駄を減らす
赤外線ランプの良い点は、周囲の空気を加熱しないという点です。放射熱を使って直接基板上に熱を与えるのです。
CNTを成長させる際には、触媒ができるだけ早く活性化温度に達する必要があります。短波長の赤外線を使えば、数秒で済みます。本当に速いのです。そして、これによってプロセスの計算方法も変わります。
機械の外壁や内部の空気を何時間も温める必要がないため、1回の処理に必要な電力消費量が大幅に削減されます。これはずっと効率的な方法であり、二酸化炭素排出量も減少します。
使用する装置
強烈な熱に耐えるために、石英製のケースに包まれたハロゲンフィラメントを使用しています。何か問題が起きないように、これらはPIDコントローラーに接続されています。
注意が必要なのは、あまりに多くのワット数を狭い範囲に集中させると、フィラメントが壊れたり、ナノチューブが損傷したりしてしまうことです。精度が最も重要です。
もう一つの利点は、赤外線アレイは、大きなマッフル炉に比べてはるかに少ないスペースで済むことです。また、冷却時には、プロセスをより精密に制御できます。
デメリットもある
もちろん、全てが良い面ばかりではありません。このシステムは大量の放射熱を発生させます。古い装置にそのまま赤外線装置を取り付けてもうまくいくわけではありません。適切な冷却装置や遮蔽材が必要です。冷却システムに問題があると、ランプがすぐに壊れてしまいます。
また、費用の面でも、コントローラーや遮蔽材の設置には初期投資がかかります。しかし、その代わりに月々の電気代が削減され、より効率的な研究室になります。私たちは、このような投資を喜んで行います。